科學界的「二舅」:他兩次因禍得福,最終成為偉大的科學家

一個描述「二舅」過去半生的視訊引起全網刷屏與熱議。視訊的主人公「二舅」少年時因疾病而腿部殘疾,但自強不息,直面苦難,活出了自己的人生。本文的主人公也很不幸——他的腿部先天殘疾,終生無法正常行走。但在自己的努力與他人的幫助下,他成為了一名偉大的科學家。這位科學界「二舅」的故事為我們重複了一個道理:要擺脫苦難,自身的努力與別人的及時幫助同樣重要。祝願天下的「二舅」們與所有正在遭受其他苦難的人都能在自己的努力和別人的幫助下走出苦難,享受成功與幸福的甘甜。

撰文|王善欽

先天殘疾的天才少年

1893年3月24日,德國西北部的威斯特伐西亞(Westphalia)施勒廷豪森(Schröttinghausen)的一位鄉村學校校長康拉德·巴德(Konrad Baade)與他的妻子查洛特·巴德(Charlotte Baade)有了他們的第一個孩子。

欣喜中的夫妻倆給這個孩子取名為威廉·亨德利希·沃爾特·巴德(Wilhelm Heinrich Walter Baade‎)。不過這個孩子後來通常只以沃爾特·巴德為名。我們在下面就稱他為「巴德」,稱他父親為「老巴德」。

圖:巴德一家曾經的房子。圖源:參考文獻[1]

老巴德夫婦後來又生了三個孩子。在四個孩子中,夫妻倆最疼愛巴德,因為他先天性髖關節發育不良,這使得這個可憐的孩子走路困難。終其一生,他走起路來會明顯地一跳一跳[2]

老巴德雖然信教,但同時具有很好的科學素養。他給巴德大量書籍,培養他對學術的興趣。在巴德14歲那年,老巴德給巴德帶來一本天文書籍,這位少年被深深迷住,一口氣讀完了整本書。[1]

從那天開始,巴德就知道自己這輩子該幹什麼了。他對天文學的熱愛已經植根於內心,任何人都無法動搖。此後,少年巴德攢下輔導別人而賺到的錢,買到一架3英寸(7.6釐米)口徑的望遠鏡,用它觀測星空。[1]

1910年1月,著名的「1910年1月大彗星」(Great January Comet of 1910)接近地球。這顆彗星極其壯觀,甚至在白天也可以被看到,因此也被稱為「白天彗星」(Daylight Comet)。巴德用自己的望遠鏡觀測了這顆大彗星。

圖:洛威爾(Percival Lawrence Lowell,1855-1916)拍攝的1910年1月出現的「白天彗星」。圖源:參考文獻[3]

那一年4月,著名的哈雷彗星迴歸。巴德用他的小望遠鏡觀測了幾個晚上。他看到了哈雷彗星的頭部,發現它像微弱發光的雲。[1]

[1]

圖:巴納德(Edward Emerson Barnard,1857-1923)拍攝的1910年4月出現的哈雷。圖源:參考文獻[4]

巴德的弟弟馬丁·巴德(Martin Baade)回憶:「在我哥哥還是個小男孩時,他就會穿著冬裝,在冬天的臥室拿著望遠鏡坐在窗前,為自己喜愛的科學而挨凍……」[1]

巴德沉迷於天文學的表現可把老巴德愁壞了,他只是希望巴德廣泛涉獵,可沒想到要讓兒子去當科學家,特別是天文學家。巴德的弟弟回憶說:「我爸爸說這(天文學)是一種無飯可吃的藝術。」[1]老巴德與妻子都希望巴德將來成為一個神學家。這個職業肯定不愁生計。[2]

哥廷根大學、一戰與威爾遜天文臺之夢

1912年,巴德進入附近的明斯特(Münster)大學。一年後,他轉學進入哥廷根(Göttingen)大學。這所世界名校的數學與天文學由享有「數學王子」美譽的偉大數學家高斯(Johann Carl Friedrich Gauss,1777-1855)創立。

在哥廷根大學,巴德跟隨舉世聞名的數學大師希爾伯特(David Hilbert 1862-1943)與克萊因(Felix Klein,1849-1925)學習數學,跟隨安布朗(Leopold Ambronn,1854-1930)與哈特曼(Johannes Hartmann,1865-1936)學習天文學。在哥廷根大學打下的堅實的數學和物理學基礎,[注1]使巴德在此後成為一個同時精通理論與觀測的天文學家。

圖:希爾伯特(左)與克萊因(右)。圖源:參考文獻[5](左);參考文獻[6](右)

除了這些學科之外,巴德還在語言方面表現出很強的天賦,他的母語為德語,但卻同時掌握了英語、法語、拉丁語、希臘語與希伯來語等多門外語。[2]這些外語技能很可能在其大學期間就已獲得。

大學畢業之後,巴德在哈特曼的指導下,研究天琴座β星的光譜。這是一對雙星。1919年,巴德在哥廷根大學獲得博士學位。

圖:安布朗(左)與哈特曼(右)。圖源:參考文獻[7](左);參考文獻[8](右)

在巴德在哥廷根大學求學期間,第一次世界大戰於1914年爆發,然後於1918年結束。巴德因為殘疾而免於被徵召入伍,也因此免於一死。他的殘疾很可能救了他的命,使他免於成為德軍炮灰。這是一生中第一次因禍得福。

博士畢業後,巴德打算申請到當時世界上最強的天文臺——威爾遜(Mount Wilson)天文臺任助理。威爾遜天文臺1904年建立,由鋼鐵大王卡耐基(Andrew Carnegie,1835-1919)名下的基金會建立的卡耐基科學協會(Carnegie Institution for Science)負責各項支出。[注2](以下簡稱其為「卡耐基協會」 )。

(以下簡稱其為「卡耐基協會」 )

圖:卡耐基協會位於華盛頓特區的辦公樓。圖源:參考文獻[9]

威爾遜天文臺海拔1742米,可以避開大部分雲的遮擋,具有良好的觀測條件。當時這裡擁有100英寸(254釐米)口徑的胡克望遠鏡,且群英薈萃,整體實力世界第一。

圖:威爾遜山頂的威爾遜天文臺遠景。圖源:參考文獻[10]

然而,哈特曼告訴巴德:第一次世界大戰結束還不到一年,作為戰敗國德國的公民,要去曾經血戰的敵對國與戰勝國去申請這樣一個職位,是不大可能成功的。巴德採納了這個意見,並很快在位於貝格多夫(Bergedorf)的漢堡(Hamburg)天文臺找到一個助理的職位,並於1919年10月入職。[注3]

兩開花,兩開花

儘管沒去成威爾遜天文臺,但巴德工作的漢堡天文臺卻也是一個相當好的選擇。它擁有1臺口徑為40英寸(102釐米)的反射望遠鏡,這不僅是當時德國最大的望遠鏡,也是當時的世界上躋身前列的一臺望遠鏡。

圖:漢堡天文臺的102釐米望遠鏡。圖源:參考文獻[11]

巴德的上司、臺長肖爾(Richard Schorr,1867-1951)對彗星與小行星等天體非常感興趣。而巴德對變星(亮度明顯變化的恆星)、球狀星團等天體系統非常感興趣。作為臺長招聘的助理,巴德當然首先要完成臺長佈置的任務。

圖:肖爾圖源:參考文獻[12]

圖:肖爾。圖源:參考文獻[12]

所幸的是,由於肖爾忙於行政事務,他把這臺原本歸他使用的望遠鏡直接交給巴德支配。在完成任務的同時,巴德有足夠的觀測時間去觀測自己想觀測的東西。於是,巴德採用了「兩開花」的模式來平衡臺長的任務與自己的興趣,同時研究兩個大方向。

巴德非常迅速地在天體攝像與測光方面成為世界一流專家。不論是觀測還是理論,他都能迅速解決困難。巴德為天文而生。他也因為出色的工作而深受肖爾器重。

1920年與1921年,巴德發現了6顆小行星,其中第一顆是Hidalgo 944,它離太陽最遠時介於木星與海王星的軌道之間。這類小行星被統稱為「半人馬(Centaurs)小行星」,Hidalgo 944是第一顆被發現的半人馬小行星。

幾年後,巴德不顧當時的慣例的約束,把他1921年發現的 2顆小行星之一命名為「Muschi 966」,[注4]Muschi是漢堡天文臺的女技術助理Johanna Bohlmann的暱稱。她與巴德同年出生,生日是9月1日,比巴德小几個月。二人當時正處於熱戀時期。這個時期的巴德也處於事業、愛情「兩開花」的時期。

巴德一生共發現10顆小行星,除了以上6顆之外,其餘4顆分別於1924年、1928年、1948年與1949年被他發現。其中,巴德於1924年發現的小行星1036 Ganymed是至今為止被發現的最大的「近地小行星」。幸好它的軌道沒有與地球軌道交叉,只是「擦過」地球軌道外側。

圖:根據觀測資料模擬出的1036 Ganymed的外形。圖源:參考文獻[13]

在恆星與星團方面,巴德觀測了球狀星團M53、M92、獵戶座星雲(M42)與NGC 5053中的眾多變星,獲得了很高的觀測精度。當時,「天琴座RR型變星」特別受關注,因為它們可以被用來測量銀河系內的星團的距離。巴德發現的此類變星的數量是此前哈佛(Harvard)天文臺發現的數量的2倍多。

圖:斯隆數字巡天(Sloan Digital Sky Survey)望遠鏡拍攝的球狀星團M53(左上)、M92(右上)、NGC 5053(左下)與哈勃空間望遠鏡拍攝的獵戶座大星雲的局部區域(右下)。圖源:參考文獻[14](上、左下);參考文獻[15](右下)

巴德在這方面的出色工作受到拜利(Solon Irving Bailey,1854-1931)、沙普利(Harlow Shapley,1885-1972)等變星領域的世界級權威的高度讚賞。前者是哈佛天文臺此前的執行臺長,後者是哈佛天文臺當時的臺長。

圖:拜利(左)與沙普利(右)。圖源:參考文獻[16](左);[17](右)

1923年,威爾遜天文臺的哈勃(Edwin Powell Hubble,1889-1953)利用胡克望遠鏡分辨出仙女星系中的造父變星,計算出它的距離約為90萬光年,超過銀河系的大小。這意味著仙女星系是銀河系外星系。哈勃因此開創了星系天文學。

巴德自然很快知道了這個轟動天文界的重大訊息。不過,他當時還無法預測到自己會在二十多年後會改進哈勃的結果。

1925年,在沙普利的建議與強烈推薦下,巴德獲得「洛克菲勒國際教育理事會獎金」(Rockefeller International Education Board Fellowship),這筆獎金使他在一年時間內訪問了哈佛天文臺、葉凱士(Yerkes)天文臺、加拿大自治領(Dominion)天文臺、利克(Lick)天文臺與威爾遜天文臺。

圖:1926年,巴德訪問葉凱士天文臺時的留影。圖源:參考文獻[18]

在訪問期間,巴德充分利用各天文臺的各種資源,並與那裡的同行討論交流,深受歡迎。特別是,在威爾遜天文臺訪問期間,他受到臺長亞當斯(Walter Sydney Adams,1876-1956)的熱情接待。他非常欣賞巴德,並將在此後成為改變巴德人生的最重要人物

圖:亞當斯(左)以及亞當斯與來訪的愛因斯坦在威爾遜天文臺的合影(右)。圖源:參考文獻[19](左);參考文獻[20](右)

喜從天降:來自威爾遜天文臺的工作邀請

回到德國之後,巴德繼續在漢堡天文臺工作。此時的德國通貨膨脹嚴重。雖然肖爾不斷給巴德加薪,但加薪的速度跑不贏通貨膨脹。

1929年,36歲的巴德與女朋友Muschi(Johanna Bohlmann)結婚。

就在這一年,哈勃利用胡克望遠鏡觀測了一些星系的距離,結合斯里弗(Vesto Melvin Slipher,1875-1969)得到的這些星系的速度,他公佈了一個極端重要的結論:星系的退行速度與距離成正比,其比例常數(「哈勃常數」)約為550。[21]

哈勃的發現意味著宇宙在膨脹。但哈勃的工作卻留下了一個尷尬的漏洞:將哈勃常數取倒數,得到的宇宙年齡約為17億年;然而,當時以及此後根據放射性元素測出的地球年齡是30-35億年。宇宙年齡比地球年齡還小,這很荒謬。這就是「宇宙年齡難題」。

1930年,亞當斯通過第三人詢問巴德是否願意來威爾遜天文臺工作。巴德欣喜若狂,立即直接寫信給亞當斯,表達了自己的無限喜悅。亞當斯給巴德的年薪為3300美元。當時的1美元相當於現在的14.5美元。[22]

然而,由於長期的通貨膨脹,巴德已沒有存款購買船票出國,而卡耐基協會沒有提供路費。他只好寫信給亞當斯,告訴他實情,並請求亞當斯預付部分薪水來買船票。

亞當斯收到巴德的信之後,對巴德的境遇深感震驚。一個當時的世界頂尖天文學家、亞當斯心中的「威爾遜天文臺的未來」居然窮困潦倒到這個地步,這讓亞當斯唏噓不已。

那時候,亞當斯腦海中浮現出的很可能是那個因為先天殘疾而只能一跳一跳地走路的年輕人的單薄身影,他的「精神內耗」可能被這個年輕的德國「二舅」治癒了……

亞當斯一方面將情況彙報給卡耐基協會,請求特事特辦,並保證下不為例。[注5]另一方面,亞當斯從其他基金中預付900美元給巴德。然後,巴德與妻子買了船票,抵達威爾遜天文臺,開始了他輝煌的學術生涯的後半場。威爾遜天文臺那架世界第一的望遠鏡以及穩定而充裕的收入,給巴德帶來了額外的巨大愉悅,也使他的工作更加高效。

圖:壯年時期的巴德圖源:參考文獻[23]

圖:壯年時期的巴德。圖源:參考文獻[23]

1934年5月,巴德與茲威基(Fritz Zwicky,1898-1974)發表了3篇論文,[24-26],研究了超新星爆發相關的課題。他們強調了新星可以分為「普通新星」與「超新星」,並提出3個核心想法:超新星由恆星的塌縮與爆發產生;塌縮過程會在核心壓縮出一個緻密的「中子星」;超新星的激波加速超新星內的粒子,使其成為高能量的宇宙線。

1938年,巴德研究了1885-1937年間被發現的18個超新星,發現它們最亮時的光度相差較小,因此可以用來作為「標準燭光」,測量遙遠星系的距離。[27]這篇文章開了超新星宇宙學的先河。1998年,兩個國際合作小組實現了巴德的構想,用Ia型超新星測出遙遠星系的距離,確定宇宙在加速膨脹,[28-29]從而讓人類意識到宇宙中還存在暗能量。其中一個小組的論文[29]中的第一篇參考文獻就是巴德這篇論文。

中的第一篇參考文獻就是巴德這篇論文

圖:Ia型超新星在宇宙中爆發的藝術想象圖。在1938年時,超新星尚未被分為I型與II型,更沒有Ia型這個分類。但巴德對超新星整體上的光度的均勻性的估計卻是正確的。圖源:參考文獻[30]

被軟禁後的驚喜

1941年12月7日,日軍偷襲珍珠港,美國對日本宣戰。四天後,日本的同盟德國向美國宣戰。巴德來自德國,雖然不至於像當地的日本僑民那樣被投入集中營,但出行也受到一定限制:除了去上班之外,不能離開住所周圍5英里以外。

1942年4月,軍方對德國僑民發佈宵禁令,禁止他們在晚上8點到早上6點之間離開住處。這個禁令導致住在帕薩迪納的巴德無法前往威爾遜天文臺執行觀測。

臺長亞當斯等人立即出面,寫信為巴德求情、擔保,並於5月讓赫馬遜(Milton Humason,1891-1972)陪同巴德一起去見憲兵司令,讓赫馬遜為巴德擔保。赫馬遜向憲兵司令保證:巴德不會協助德國刺探軍事機密。憲兵司令因此准許巴德夜間去天文臺。這個事情只浪費了巴德一個月時間。

戰爭時期,威爾遜天文臺的天文學家們因參與軍方項目紛紛離開天文臺。特別是,1942年6月,哈勃也離開了天文臺。巴德沒有資格接觸任何軍方項目與訊息,更不可能參與軍方項目,就繼續在天文臺工作。

經歷短暫苦悶時期之後的巴德第二次因禍得福:由於多位同事尤其是哈勃離開天文臺,巴德能夠使用胡克望遠鏡的時間大大增加,而且幾乎可以無限制使用。

另一個讓巴德心花怒放的驚喜是:為避免西海岸附近的船隻被日軍轟炸,天文臺附近的城市要服從燈光管制命令。因此,威爾遜山附近的光汙染大大減輕,觀測條件比剛建臺時更好,巴德甚至可以用胡克望遠鏡分辨出仙女星系中心附近的大量恆星。作為對比,此前哈勃等人只能分辨出仙女星系邊緣的明亮恆星。

此外,巴德還使用了對紅光比較敏感的照相底版,這有利於他發現那些偏紅色的恆星。

巴德仔細觀測了仙女星系核心區域、M32(NGC 221)與M110(NGC 205)中的眾多恆星。[31]經過對照相底版的分析之後,巴德發現:星系中的恆星可以分為兩種類型,一類主要位於星系的旋臂中,顏色偏藍色,是年輕恆星;另一類主要在星系中心區與球狀星團中,顏色偏紅,是年老恆星。

圖:仙女星系M31、M32(在圖中的M31核心左上方)與M110(在圖中的M31核心下方)的圖像。圖源:[32]

巴德將這兩類恆星分別稱為「星族I恆星」與「星族II恆星」。巴德長年研究的天琴座RR型變星以及位於球狀星團內的其他恆星就屬於星族II恆星。

這個重大發現於1944年發表後,當時所有研究恆星的天文學家都意識到:這個天文學的核心領域已經被巴德徹底重塑了[注6]從那時候開始到現在,巴德的這個偉大發現一直被寫入不斷更新的教科書中,成為天文學的基礎之一。巴德也因此成為名垂天文學史的一代宗師。

1945年秋,巴德觀測銀河系中心附近的一片塵埃相對稀少的區域,以尋找其中的天琴座RR型變星。這片區域被後人稱為「巴德窗」(Baade’s Window)。巴德很快就在那裡確認出大量天琴座RR型變星,其中152顆由前10張照相底版的對比中得到。這批天琴座RR型變星的數量是此前總數的好幾倍。

圖:巴德窗在銀河的位置(左,淺黃色的「Baade’s Window」所在的區域)以及32英寸(81釐米)的Schulman望遠鏡上的相機拍攝的巴德窗內的兩個球狀星團(NGC 6522,圖中右上;GC 6528,圖中左下)與周圍的眾多恆星(右)。圖源:參考文獻[33](左);參考文獻[34](右)

巴德使用這些變星確定出巴德窗內的球狀星團NGC 6522(見上圖)的距離,這個星團因此也被稱為「巴德星團」(Baade’s Cluster)。

破解宇宙年齡難題

二戰結束後,巴德一直在等著使用帕洛瑪(Palomar)天文臺上的200英寸(508釐米)望遠鏡。它1928年就開始被籌備,但因為工程浩大、二戰影響,直到那時候尚未徹底完成。

巴德盼望這個望遠鏡的原因之一是:他與哈勃此前就已經意識到仙女星系中的「造父變星」很可能存在不同的類型,那些位於球狀星團中的造父變星與其他造父變星可能很不相同;他已經用胡克望遠鏡在仙女星系中發現了幾顆屬於星族II的造父變星,但他需要更強的望遠鏡來觀測仙女星系中更多得多的造父變星,來驗證這個想法。

1948年,200英寸望遠鏡終於啟動。它被命名為海耳(Hale)望遠鏡,或P200。它的口徑是胡克望遠鏡的2倍。巴德憑藉此前的出色工作,成為海耳望遠鏡的主要使用者之一。

圖:海耳望遠鏡圖源:參考文獻[35]

圖:海耳望遠鏡。圖源:參考文獻[35]

他先用這臺望遠鏡尋找仙女星系的天琴座RR型變星。然而他一無所獲。如果仙女星系的距離是正確的,在當時的技術下,用200英寸望遠鏡可以看到它們[注7]。巴德沒有找到它們,就意味仙女星系的距離被低估。這也意味著它裡面的造父變星的亮度被低估。

從1950年秋天開始,巴德用海耳望遠鏡確認出仙女星系分中的300多顆造父變星。經過仔細分析之後,巴德證實了此前的猜測:造父變星確實也有兩類,它們分別屬於星族I與星族II。[36][注8]第一類造父變星的亮度是第二類造父變星的亮度的4倍左右。

哈勃當年觀測到的仙女星系中的造父變星屬於第一類,但他將其當作第二類,從而將它的真實亮度低估到真實亮度的1/4,進而將仙女星系的距離低估了一半。

圖:1950年,赫馬遜、哈勃、巴德與閔可夫斯基(Rudolph Minkowski,1895-1976)(從左到右)在檢查望遠鏡的照相底版。圖源:參考文獻[37]

巴德將哈勃的這個錯誤改正後,算出的仙女星系變為約190萬光年[36],是此前距離的2倍。哈勃常數也因此降了一半,宇宙年齡增加1倍,終於超過了地球年齡。宇宙年齡難題就這樣被解決了。

由於他將宇宙年齡與「大小」擴大到原來的2倍,從而挽了相信宇宙膨脹學說的天文學家的信心,他成為當時的宇宙「二救」。

巴德沒有立即發表這個重要結果,而是在1952年的國際天文學會年會上宣佈了它。當時沙普利也在場,但他對巴德的結果表示懷疑。令巴德無比震驚的是:沙普利於1953年突然對媒體宣佈自己將宇宙的距離擴大了一倍,而且隻字不提巴德的貢獻。一向溫和的巴德被大怒,嚴厲譴責沙普利,說他是無恥之徒。幸運的是,天文圈內都承認了巴德的優先權。[2]

[2]

後來,巴德指導的博士研究生桑德奇(Allan Rex Sandage,1926-2010)繼續研究,將比例常數降低到70左右,因此得到的宇宙年齡為100多億年。

明確區分出兩類造父變星,不僅解決了宇宙年齡難題,更保證了大量後續研究的可靠性,對於此後的天體測距與宇宙學的研究起到了決定性的作用。

科學巨星的隕落

因為多方面的重要貢獻,巴德先後獲得了英國皇家天文學會金質獎章(1954)、布魯斯獎(1955)與亨利·諾里斯·羅素講席(1958)。

1958年,巴德退休。此後,巴德應邀訪問了哈佛大學、普林斯頓高等研究院、澳大利亞國立大學天文臺等機構,然後回到哥廷根大學,擔任「高斯教授」。

退休後的幾次訪問消耗了他的體力,也使其髖關節疾病惡化。回到德國後,巴德脊椎長出的骨刺壓迫了神經,身受劇痛折磨。到1959年底,他已無法坐、站、寫字……為緩解疼痛,他只能趴在床上。[2]

1960年1月27日,巴德在德國最好的醫院之一做了個大手術。手術自身是成功的。但手術後,他必須趴著。在趴著那幾個月,他的恢復很緩慢。經過幾乎整整五個月,醫生才允許巴德坐輪椅,但每次只能坐幾分鐘。[2]

1960年6月25日,手術後第三次坐上輪椅的巴德突然癱倒,隨即逝世,享年67歲。近5個月時間趴在床上,破壞了巴德的循環系統,最終血液裡可能形成的血栓奪走了這位科學巨人的生命。[2]

他的妻子Muschi則於1988年8月31日,於她的95歲生日的前一天在護理院逝世。[2]

20世紀最重要的天文學家之一

除了上述的眾多傑出成就之外,巴德還對射電源、超新星遺蹟等方面的研究有重要貢獻。縱觀巴德輝煌的學術生涯——從太陽系內的小行星、彗星,到太陽系外的變星與普通恆星,再到超新星、超新星遺蹟、射電源與宇宙——他憑藉過人的能力與頑強的毅力,為人類認識宇宙萬物以及宇宙自身做出了不可磨滅的重大貢獻。

因為他的眾多傑出成就,巴德被公認為20世紀最重要的天文學家之一。為了紀念他,月球上有了「巴德隕石坑」與「巴德谷」,小行星1501號被命名為「巴德小行星」,蟹狀星雲中間的脈衝星被命名為「巴德星」——因為巴德曾經對蟹狀星雲進行過詳細觀測,卡耐基協會設立在智利的兩臺口徑為6.5米的麥哲倫(Magellan)望遠鏡之一被命名為「麥哲倫-巴德」(Magellan-Baade)望遠鏡。

圖:夜空下的麥哲倫-巴德望遠鏡。圖源:參考文獻[38]

巴德小時候的一個女性玩伴在巴德成名後的20世紀50年代回憶他們六七歲時在一起玩耍的情形:那幾個男孩總是喜歡自吹,最離譜的一次,他們甚至說將來要到月球去。[1]她以及巴德的其他玩伴自然不可能預測到:有那麼一天,他們中的那個走起路來一跳一跳的殘疾男孩的姓名真的上了月球

圖:月球上的巴德隕石坑。圖源:參考文獻[39]

先天殘疾且被腿疾折磨了一輩子,這位科學界「二舅」是不幸的。在自己成長與成才的道路上,得到了眾多長輩與同輩的賞識與幫助,這位科學界「二舅」又是幸運的。

巴德的成功不僅因為才智和努力,也因為別人的及時幫助。哪怕是後來傷害了他的沙普利,在他年輕時也大力提攜過他;至於直到去世都呵護、幫助他的亞當斯以及在他離開德國後依然對他關愛有加的肖爾,更是巴德這千里馬的無私的伯樂。

圖:在巴德出生的城市的博物館裡的巴德的紀念牌。圖源:參考文獻[40]

科學界「二舅」——巴德的故事為我們重複了一遍顯然正確的道理:要擺脫苦難,自身的努力與別人的及時幫助同樣重要。祝願天下的「二舅」們與所有正在遭受其他苦難的人都能在自己的努力和別人的幫助下走出苦難,享受成功與幸福的甘甜。

文末問答

問:「為什麼亞當斯這麼欣賞巴德啊?除了巴德的才能與性格之外,難道就沒有其他原因了嗎?」

(點選空白處查看內容)

答:「其他原因大概是他們都名為沃爾特(Walter)吧……」

註釋

[注1]在明斯特大學和哥廷根大學期間,巴德都告訴父親,他在學習神學、數學、物理學和天文學。實際上,他根本沒有選神學課程,而是學習了數學、物理學、地球物理學與天文學的相關課程。他說自己學了神學,只是安撫父親。

[注2]CIS的辦公機構位於華盛頓特區,其官方名稱是卡耐基華盛頓協會(Carnegie Institution of Washington)。

[注3]漢堡大學於1825 在漢堡被建立,於1912被搬遷到貝格多夫,但未改名。

[注4]按照當時的慣例,只能用古希臘神話中的女神或女性給小行星命名(僅有極少數為男神)。實際上,Hidalgo 944也沒有遵循這個慣例,Hidalgo是墨西哥國父米克爾·伊達爾哥·科斯蒂亞(Miguel Hidalgo Costilla,1753-1811)。1923年,德國天文學家被准許到墨西哥觀測日全食。為了表示對墨西哥的感謝,經墨西哥總統批准後,將這顆小行星命名為「Hidalgo 944」。

[注5]原文:[c]ertainly……need not be taken as a precedent for the future。

[注6]雖然,正如巴德自己所說,奧爾特(Jan Hendrik Oort,1900-1992)早在1926年時就提出了這個想法。但巴德卻用豐富的觀測完全建立起可靠的分類。

[注7]能夠觀測到一定亮度的天體,不僅與望遠鏡口徑和曝光時間有關,還與不同時代的技術有關。巴德用5米口徑的望遠鏡沒有發現仙女星系內的天琴座RR型變星,但在20世紀80年代,Pritchet 與 van den Bergh用4米口徑的「加拿大-法蘭西-夏威夷望遠鏡」觀測到了仙女星系中的天琴座RR型變星。

[注8]第一類是相對大質量的恆星,其亮度變化週期較長,它們被歸類為I型造父變星,也被稱為「經典造父變星」。第二類是小質量恆星,其亮度變化週期較短,它們被歸類為II型造父變星。

參考文獻&圖片來源

[1]https://www.astronomie.de/astronomische-fachgebiete/geschichte/walter-baade/

[2](a)Osterbrock, D. E. Walter Baade, Observational Astrophysicist, (1): The Preparation 1893-1931, 1995, JHA, 26, 1; (b) Osterbrock, D. E. Walter Baade, Observational Astrophysicist, (2): Mount Wilson 1931-1947, 1996, JHA, 27, 301; (c) Osterbrock, D. E. Walter Baade, Observational Astrophysicist, (3): Palomar and Göttengen 1948-1969 (Part A), 1997, JHA, 28, 283; (d) Osterbrock, D. E. Walter Baade, observational astrophysicist, (3): Palomar and Göttingen 1948 – 1960 (Part B).

[3]Percival Lowell – Lowell Obsrvatory, publ. 1910

[4]Professor Edward Emerson Barnard at Yerkes Observatory, in Williams Bay, Wisconsin. – Published in the New York Times on July 3, 1910.

[5]American Journal of Mathematics, 29(1)

[6]Gebruder Noelle (m. 1917, attivo a Gottingen) – Archivio storico dell’Accademia delle Scienze

[7]Liber Amicorum H.G. van de Sande Bakhuyzen (1908)

[8]Niedersächsische Staats – und Universitätsbibliothek Göttingen

[9]Popular Science Monthly Volume 76

[10]Georgia State University

[11]Leuband (Diskussion)

[12]Max Liebermann

[13]Astronomical Institute of the Charles University: Josef Ďurech, Vojtěch Sidorin – DAMIT – Database of Asteroid Models from Inversion Techniques: for (1036) Ganymed

[14]Sloan Digital Sky Survey

[15]NASA, ESA, M. Robberto (Space Telescope Science Institute/ESA) and the Hubble Space Telescope Orion Treasury Project Team

[16]National Academy of Sciences – Annie J. Cannon – National Academy of Sciences Biographical Memoir of Solon Irving Bailey (1854–1931), Annie J. Cannon, National Academy of Sciences, Volume XV – sixth memoir, p. 2, 1932

[17] Armagh Observatory

[18]Yerkes Observatory Photography

[19]http://phys-astro.sonoma.edu/brucemedalists/walter-adams

[20] The Observatories of the Carnegie Institution for Science Collection at the Huntington Library, San Marino, California

[21]Hubble, E. A Relation between Distance and Radial Velocity among Extra-Galactic Nebulae, 1929, PNAS, 15, 168

[22]https://stats.areppim.com/calc/calc_usdlrxdeflator.php

[23]https://www.mtwilson.edu/mount-wilson-astronomers-2/

[24]Baade, W., Zwicky, F. On Super-novae, 1934, PNAS, 20, 254

[25]Baade, W., Zwicky, F. Cosmic Rays from Super-novae, 1934, PNAS, 20, 259

[26]Baade, W., Zwicky, F. Remarks on Super-Novae and Cosmic Rays, 1934, PhRv, 46, 76

[27]Baade, W. The Absolute Photographic Magnitude of Supernovae, 1938, ApJ, 88, 285

[28]Riess, A. G. , et al. Observational Evidence from Supernovae for an Accelerating Universe and a Cosmological Constant, 1998, AJ, 116, 1009

[29]Perlmutter, S., et al. Measurements of Ω and Λ from 42 High-Redshift Supernovae, 1999, ApJ, 517, 565

[30] ESO

[31]Baade, W. The resolution of Messier 32, NGC 205, and the central region of the Andromeda nebula, 1944, ApJ, 100, 137

[32]Robert Gendler (2008)

[33]NASA, ESA, Z. Levay (STScI) and A. Fujii

[34]Adam Block/Mount Lemmon SkyCenter/University of Arizona

[35]Palomar/Caltech

[36]Baade, W. The period-luminosity relation of the Cepheids, 1956, PASP, 68, 5

[37]Hamburg Observatory

[38]https://obs.carnegiescience.edu/Magellan

[39]James Stuby based on NASA image – Reprocessed Lunar Orbiter 4 image cropped in Gimp to show Baade crater and surrounding terrain.

[40]Grunswiki

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出品:科普中國-星空計劃

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本文經授權轉載自微信公眾號: 作者:王善欽

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